بخشی از مقاله
چکیده
نقشه گروههای هیدرولوژیکی یک روش جمعبندی و ذخیره اطلاعات برای برقراری روابط بین تشکیلات زمینشناسی، ژئومورفولوژی و خاک میباشد. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی یک ابزار با ارزش برای تحلیلهای مهندسی در زمینههای مختلف از جمله هیدرولوژی و هیدرولیک بهشمار میآید. از این رو در این مطالعه، نقشه کاربری اراضی در نرمافزار ENVI و نقشه زمینشناسی، شیب و نقشه خاک در نرم افزار GIS تهیه و سپس به روش Overly تلفیق شدند و در نهایت نقشه گروههای هیدرولوژیکی استخراج شد. نتایج نشان داد که 2/2 درصد از مساحت خاک منطقه در گروه A و 39/1 درصد در گروه B و 58/6 درصد در گروه D هیدرولوژیکی خاک قرار میگیرند.
واژههای کلیدی: جوپار، سامانه اطلاعات جغرافیایی، سنجش از دور، گروه هیدرولوژیکی.
مقدمه
با تمام اهمیتی که آب در اقتصاد ایران دارد و خرابیهایی که هر سال از سیلابها به بار میآید و آبهایی که بدون استفاده از کشور خارج یا به کویر سرازیر میشود، هنوز آنچنانکه باید برنامهریزی اصولی در این زمینه صورت نگرفته است. یکی از راههای سازگاری برای مقابله با شرایط خشکی و کمبود آب استفاده بهینه از منابع آب است. باید سعی کرد که تا حد ممکن از ریزشهای جوی، جریان آبهای سطحی و منابع زیرزمینی به نحو مطلوب استفاده شود و این کار فقط با شناخت پدیدههای هیدرولوژیکی عملی خواهد بود. منابع آبهای سطحی یکی از سرمایههای قابل تجدید کشور است که باید از آن حداکثر استفاده را به عمل آورد - عبدی، . - 1385 هرگاه شدت بارندگی از ظرفیت نفوذ آب به داخل خاک بیشتر باشد بخشی از آب حاصله از بارندگی در سطح حوضه باقی می ماند. این آب پس از پر کردن گودیهای سطح زمین در امتداد شیب جریان پیدا کرده و از طریق شبکه آبراههها و سپس رودخانه اصلی از حوضه خارج میگردد.
به این بخش از بارندگی که میتوان مقدار آن را در رودخانه اندازهگیری کرد، رواناب سطحی میگویند - علیزاده، . - 1379 از آنجا که افزایش روزافزون جمعیت باعث افزایش استفاده از منابع آبی گردیده است. با داشتن برنامهریزی اصولی و مناسب، روانآب حاصل از بارش میتواند در جهت رفع مشکل کمبود آب مصارف شرب، کشاورزی و صنعتی بهخصوص در شرایط خشکسالی، بسیار موثر واقع گردد . خصوصیات خاک روی تحول و پیدایش رواناب اثر داشته و باید در محاسبات مربوط به آن در نظر گرفته شوند. خصوصیات میتوانند با یک پارامتر هیدرولوژیکی بیان گردد که آن حداقل سرعت نفوذپذیری در حالت مرطوب بودن طولانی مدت خاک میباشد. در این مورد، نوع سطح و افقهای خاک نیز در نظر گرفته میشوند - مهدوی، . - 1384 یکی از پارامترهای هیدرولوژیکی، تعیین گروههای هیدرولوژیکی خاک میباشد. هدف از شناخت گروههای هیدرولوژیکی خاکها، برآورد مقدار رواناب در تولید سیلاب موسمی میباشد.
برای این منظور دادههای سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی ابزاری مفید و توانمند برای شناسایی عوامل موثر بر پتانسیل سیلخیزی حوضهها و پهنهبندی حوضهها از نظر پتانسیل سیلخیزی حوضهها میباشند - مرید و همکاران، . - 1375 سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - ، عبارتست از سیستمی متشکل از رایانه، نرمافزار، روش و مدلهای طراحی شده به منظور حمایت، دریافت، تجزیه و تحلیل، مدیریت و نمایش دادههای زمین، برای استفاده در برنامههای پیچیده و مسائل مدیریتیاست - محمدی مطلق، . - 1390 بسیاری از مطالعات در زمینه مدییت جامع حوضههای آبریز، نیازمند پارامترهای مختلف هیدرولوژیکی در مقیاس وسیع میباشند. این پارامترها اغلب در ارتباط با پروسههای سطح زمین هستند و اکثر آنها نقش بسیار مهمی را در مدلهای هیدرولوژی ایفا میکنند. بنابراین هم در مقیاس کوچک و هم در مقیاس بالا، اندازهگیری آنها جهت کاربرد در مدلهای مختلف لازم و ضروری است. اخیرأ استخراج پارامترهای فیزیوگرافی، جهت کاربرد در مدلهای هیدرولوژیک از مدل رقومی ارتفاع در GIS، به عنوان یک روش با دوام نسبت به روشهای مساحی قدیمی و ارزیابی دستی نقشههای توپوگرافیک شناخته میشود - احمدینژاد و همکاران، . - 1381 هدف از این پژوهش تعیین گروه هیدرولوژیکی خاک منطقه جوپار جهت مدیریت بهتر منابع آب با استفاده از RS و GIS میباشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه
مساحت 90/14 کیلومترمربع از حوضه آبخیز جوپار واقع در حدود 25 کیلومتری جنوب شهرستان کرمان و بین طولهای جغرافیایی' 57005 تا ' 57011 شرقی و عرضهای جغرافیایی 29057' تا' 30005 شمالی برای این پژوهش انتخاب گردید - شکل . - 1 ارتفاع این منطقه متغیر و بین 1781تا 4064 متر از سطح دریا میباشد و ازنظر فیزیوگرافی کوهستان، تپهماهور و آبرفتهای بادبزنی شکل سنگریزهدار و اراضی متفرقه - بستر مسیل - را شامل میشود. میانگین بارندگی و درجه حرارت سالیانه این حوزه بر اساس آمار 45 ساله - 1394 -1350 - ایستگاه سینوپتیک کرمان به ترتیب 133/2 میلیمتر و 16/02 سانتیگراد میباشد - اداره هواشناسی کرمان، . - 1394 اقلیم منطقه در روش آمبرژه خشک سرد و در روش دومارتن نیمهخشک میباشد. منطقه مورد مطالعه دارای رژیم رطوبتی اریدیک هم مرز با زریک و رژیم حرارتی مزیک میباشد - soil survey staff, 2014 - و ازنظر تقسیمات زمینشناسی شامل سنگهای آهکی مربوط به دوران سوم زمینشناسی، ماسهسنگها و کنگلومراها و رسوبات رودخانه و تراسهای مخروط افکنههای دوران چهارم زمینشناسی است - سازمان زمین شناسی کشور، . - 1360
مطالعات ستادی، صحرایی و آزمایشگاهی
ابتدا اطلاعات موردنیاز شامل نقشههای توپوگرافی، عکسهای هوایی جمعآوری گردیدند. پس از تفکیک واحدهای فیزیوگرافی بر روی عکسهای 1:40000، در هر واحد محل تعدادی خاکرخ به روش نمونهبرداری طبقهبندیشده تصادفی و برحسب مساحت هرواحد، بر روی نقشههای توپوگرافی منطقه تعیین شد. پس از مراجعه به صحرا و مشخص شدن محل خاکرخها به کمک سامانه موقعیتیاب جهانی1، خاکرخها مورد تفسیر صحرایی قرار گرفتند و تا پایینترین سطح ممکن در سیستم رده بندی آمریکایی - Soil survey staff, 2014 - طبقهبندی شدند. سپس از بین آنها شش خاکرخ بهعنوان پروفیل شاهد واحدهای اراضی انتخاب شدندو هریک از افقهای ژنتیکی آنها مقداری نمونه خاک بهمنظور انجام تجزیههای فیزیکی و شیمیایی به آزمایشگاه منتقل شدند. درنهایت پس از انجام طبقهبندی نهایی خاک ها میانگین وزنی ویژگیهای خاک شامل عمق خاک، مقدار سنگریزه، تکامل خاک، شوریو قلیائیت تا لایه محدودکننده محاسبه شد.
پردازش تصاویر و تهیه نقشه کاربری اراضی
کاربری اراضی یک پارامتر مهم در پروسه تولید رواناب میباشد که برای تهیه آن در این پژوهش از تصویر ASTER ماهواره Terra استفاده شده است. برای تهیه نقشه کاربری، ابتدا بر روی تصویر ASTER تصحیحات هندسی و رادیومتری صورت گرفت، سپس با استفاده از روش طبقهبندی حداکثر احتمال طبقهبندی شد و 5 کاربری منطقه شامل کوه، پوشش گیاهی، بستر مسیل، تپه ماهور و نهشتههای آبرفتی استخراج گردید - شکل . - 2
تهیه نقشه خاک
ازجمله خصوصیات خاک که بر روی نفوذپذیری تاثیر میگذارد، بافت خاک میباشد . هرچه خاک دارای مقدار شن بیشتری باشد دارای نفوذپذیری بیشتر و هرچه مقدار رس آن بیشتر باشد دارای نفوذپذیری کمتر و خاکهای با بافت لوم حدواسط این دو قرار میگیرند - جدول . - 1 عمق هم یکی دیگر از خصوصیات خاک است که به طور مستقیم بر روی رواناب اثر میگذارد - شکل 3 و . - 4
تهیه نقشه زمینشناسی
نقشه زمینشناسی یکی از موارد مورد نیاز برای تهیه نقشه گروه هیدرولوژیکی خاک میباشد. معمولا قبل از نمونهبرداری خاک، باید از وضعیت زمینشناسی حوضه مطلع شد - یعقوبزاده و همکاران، . - 1388 سنگها و تخلخل آنها بر روی میزان نفوذپذیری تاثیر بسیار زیادی دارند. از نظر نفوذپذیری نهشتههای بستر مسیل در رده بسیار زیاد، پادگانههای جوان و پادگانههای کهن کواترنری در رده زیاد، کنگلومرای سازند کرمان و کنگلومرای پلیوکواترنر در رده متوسط، آهکهای ریفتی کرتاسه در رده کم و واحدهای مارنی و کنگلومرای نئوژن در رده بسیار کم قرار دارند - شکل . - 5
تهیه نقشه شیب
نقشه شیب یکی از نقشههای لازم برای مشخص کردن گروه هیدرولوژیکی خاک حوضه آبریز میباشد و با استفاده از مدل رقومی ارتفاع تهیه میشود - یعقوبزاده و همکاران، . - 1388 شیب به طور مستقیم بر روی رواناب تاثیر میگذارد. هرچه شیب منطقه بیشتر میزان نفوذپذیری کمتر و رواناب بیشتر خواهد بود - شکل . - 6
